请问FreeRTOS原理是什么？

  前言

  

   学习FreeRTOS原理，在STM32下完成一个基于FreeRTOS的多任务程序，执行3个周期性task，具体任务不限，但建议如下：task1，每间隔500ms闪烁（变化）一次LED；task2，每间隔2000ms，向串口发送一次指令数据“helloworld!"；task3，每间隔5000ms，从AHT20采集一次温湿度数据
  

  一、FreeRTOS原理

  1.RTOS
Real Time Operating System 实时操作系统。
2.FreeRTOS
FreeRTOS 是一款 “开源免费”的实时操作系统，遵循的是 GPLv2+的许可协议。
3.FreeRTOS的编程风格
①FreeRTOS 的数据类型
对标准 C 的数据类型进行了重定义。
详细内容如下：

  

  
②FreeRTOS的变量名
定义变量的时候往往会把变量的类型当作前缀加在变量上。
通常规则是char 型变量的前缀是 c，short 型变量的前缀是 s，long 型变量的缀是 l， portBASE_TYPE 类型，数据结构，任务句柄，队列句柄变量的前缀是 x。如果一个变量是无符号型的那么会有一个前缀 u，如果是一个指针变量则会有一个前缀 p。因此，当我们定义一个无符号的 char 型变量的时候会加一个 uc 前缀，当定义一个char 型的指针变量的时候会有一个 pc 前缀。
③FreeRTOS的函数名
函数名包含了函数返回值的类型、函数所在的文件名和函数的功能，如果是私有的函数则会加一个 prv（private）的前缀。
④FreeRTOS的宏
宏均是由大写字母表示，并配有小写字母的前缀，前缀用于表示该宏在个头文件定义。比如 configUSE_PREEMPTION（config就表示宏定义在FreeRTOSConfig.h中）
  二、FreeRTOS任务

  

   任务的定义
把整个系统分割成一个个独立的且无法返回的函数，这些函数我们称为任务。
  

  创建任务
①定义任务栈
每个任务都分配独立的栈空间，这个栈空间通常是一个预先定义好的全局数组，也可以是动态分配的一段内存空间，但它们都存在于 RAM 中。
  
/* FreeRTOS头文件 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/* 开发板硬件bsp头文件 */
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_usart.h"




/* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
/* LED1任务句柄 */
static TaskHandle_t LED1_Task_Handle = NULL;
/* hello任务句柄 */
static TaskHandle_t hello_Task_Handle = NULL;
/* AHT任务句柄 */
static TaskHandle_t AHT_Task_Handle = NULL;






static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */


static void LED1_Task(void* pvParameters);/* LED1_Task任务实现 */
static void hello_Task(void* pvParameters);/* hello_Task任务实现 */
static void AHT_Task(void* pvParameters);


static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */


int main(void)
{       
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */


  /* 开发板硬件初始化 */
  BSP_Init();
  printf("这是一个[野火]-STM32全系列开发板-FreeRTOS-动态创建多任务实验!rn");
   /* 创建AppTaskCreate任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate,  /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"AppTaskCreate",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )1, /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */
  /* 启动任务调度 */           
  if(pdPASS == xReturn)
    vTaskStartScheduler();   /* 启动任务，开启调度 */
  else
    return -1;  
  
  while(1);   /* 正常不会执行到这里 */   
}


static void AppTaskCreate(void)
{
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */
  
  taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
  
  /* 创建LED_Task任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED1_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"LED1_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,        /* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )2,            /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&LED1_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建LED1_Task任务成功!rn");
  
        /* 创建hello */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )hello_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"hello_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,        /* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )3,            /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&hello_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建hello_Task任务成功!rn");
       
       
        /* 创建AHT*/
         xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AHT_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"AHT_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,        /* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )3,            /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&AHT_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建AHT_Task任务成功!rn");
  
  vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务
  
  taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}


static void LED1_Task(void* parameter)
{       
    while (1)
    {
        LED1_ON;
        vTaskDelay(500);   /* 延时500个tick */
        printf("LED1_Task Running,LED1_ONrn");
        
        LED1_OFF;     
        vTaskDelay(500);   /* 延时500个tick */                                
        printf("LED1_Task Running,LED1_OFFrn");
    }
}




static void hello_Task(void* parameter)
{       
    while (1)
    {
        vTaskDelay(2000);  
        printf("hello World!rn");
            
    }
}
static void AHT_Task(void* parameter)
{       
     while (1)
    {
        vTaskDelay(5000);  
        printf("温湿度为：rn");
            
    }
}


static void BSP_Init(void)
{
        NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
       
        /* LED 初始化 */
        LED_GPIO_Config();


        /* 串口初始化        */
        USART_Config();
  
}
  三、FreeRTOS移植

  下载 FreeRTOS 的源码
链接: https://pan.baidu.com/s/12hmlzM9OBxM_m2SqvqLKRw.
提取码：g6jk
将下载后的 zip 文件解压缩，然后下面开始将源码移植到一个工程文件中。
准备一个工程
链接: https://pan.baidu.com/s/1yS32ZAQpdaC3QG0FINHNUQ.
提取码：lwpq
解压缩后，进入目录FreeRTOS工程ProjectRVMDK（uv5）下双击打开工程文件。

  

  

  

  

点击编译按钮进行编译

  

  

程序无错，可以移植

  

  

移植 FreeRTOS 最简源码

  

  

打开 FreeRTOS 源码文件夹，在FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSSource路径下，将 include 文件夹复制到刚刚新建的 FreeRTOS 文件夹中。

  

  

include 同目录下新建两个文件夹——port、src。

  

  

将 MemMang、RVDS 文件夹复制到刚刚新建的 port 文件夹中。

  

  

将所有的 .c 文件复制到刚刚新建的 src 文件夹中。

  

  

拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹中

  

  

添加 FreeRTOS 源码到工程分组中，创建 FreeRTOS/src 和 FreeRTOS/port
打开工程。

  

  

  

  

添加文件夹：三色方块 ——> 添加按钮 ——> 输入文件名 ——> OK ——> 添加完成。

  

  

添加 FreeRTOS C 源程序

  

  

添加 FreeRTOS 端口源程序

  

  


  

  

添加 FreeRTOSConfig.h 到 USER 中

  

  

添加头文件路径
魔术棒 ——> C/C++ ——> … ——> 添加按钮 ——> 添加两个路径
  
  

  

点击编译

  

  

显示如下图